JP6614352B2 - 送信器及びバイアス調整方法 - Google Patents

Description

本発明は送信器及びバイアス調整方法に関し、特に光変調器のバイアス電圧の調整を行う送信器及びバイアス調整方法に関する。

２．５Ｇｂｉｔ／ｓや１０Ｇｂｉｔ／ｓの光伝送システムに替わり、４０Ｇｂｉｔ／ｓや１００Ｇｂｉｔ／ｓ以上の超高速長距離光伝送システムが普及しつつある。超高速長距離光伝送システムにおいては、光位相変調（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式や、デジタルコヒーレント受信方式の採用が有力視されている。ここで、光位相変調方式は、光信号対雑音（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）耐力特性や波長分散（ＣＤ：Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）耐力特性、偏波モード分散（ＰＭＤ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）耐力特性などの、長距離光ファイバ伝送において要求される特性が優れている。また、デジタルコヒーレント受信方式においては、受信側におけるコヒーレント受信（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）と、デジタル信号処理（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）技術とが、組み合わされている。

位相変調方式としては、伝送特性と実現容易性・コストのバランスから、２値位相変調方式（ＢＰＳＫ：Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）や、４値位相変調方式（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）が検討されている。さらには、使用する光周波数帯域幅を増加させることなく伝送容量を拡大するために、光周波数利用効率に優れる直交振幅変調（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式の検討も進められている。例えば、４値の駆動信号を用いる１６ＱＡＭあるいは８値の駆動信号を用いる６４ＱＡＭなどの、多値変調方式の研究・開発が盛んに行われている。

なお、以下の説明では、ＢＰＳＫは多値度が２値であるＱＡＭの一種であるものとする。また、ＱＰＳＫは多値度が４値であるＱＡＭの一種であるものとする。したがって、以下の説明では、これらも含め、多値度がｍであるＱＡＭについて、ｍＱＡＭと表現する。

ｍＱＡＭにおいては、Ｉｎ−ｐｈａｓｅ(Ｉ)軸およびＱｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ（Ｑ）軸のそれぞれの駆動電気信号波形の振幅の中心点を、光変調器の透過特性のスロープの下限（すなわち、Ｎｕｌｌ点）に一致させるよう調整することで、光変調器の透過光波形のアイ開口度を大きくすることができる。つまり、光変調器の駆動電圧−光透過特性と、駆動電気信号波形との関係を最適点に調整することで、アイ開口度を大きくすることができる。また、駆動電気信号を光の振幅位相変調信号に、できるだけ線形に変換することで、受信機で受信する際の受信劣化（Ｐｏｗｅｒ Ｐｅｎａｌｔｙ）を最小限に抑えることが可能となる。

ここで課題となる点は、上記最適点を常に保持し続けることが困難なことである。その理由は、光変調器の個体差、温度変化、経時変化などにより、光変調器の駆動電圧−光透過特性が変化するためである。

これに対し、光変調器に供給するバイアス電圧を調整することにより最適点を保持する技術が提案されている。例えば、特許文献１では、低周波信号を用いて変調器のバイアス電圧を制御することを開示している。

特開２００８−２４９８４８号公報

送信機が複数の変調方式に対応する場合、これら変調方式のいずれに対しても、適切に変調器のバイアス電圧を調整することが求められる。特許文献１は、変調方式の切り替えが可能な光変調装置について開示しているものの、例えば１６ＱＡＭ又は６４ＱＡＭなどのように、駆動電気信号の取りうる電圧値の数が２を超える変調方式についての切り替えについては開示していない。したがって、特許文献１に開示された技術では、切り替えられる複数の変調方式が、駆動電気信号の取りうる電圧値の数が２を超える変調方式を含む場合には、適切に変調器のバイアス電圧を調整することができない。

本発明の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、変調方式によらず、適切に変調器のバイアス電圧を調整することができる送信器及びバイアス調整方法を提供することにある。

本願発明の一態様にかかる送信器は、複数の変調方式のうちのいずれかの変調方式で連続光を駆動信号に従って変調する光変調器と、情報データに基づいて前記駆動信号を生成する駆動手段と、前記光変調器が出力した変調信号から抽出されたディザー信号の信号値を、一律の信号値を生成するように前記複数の変調方式毎に設定された倍率で増幅することにより、前記光変調器のバイアス電圧のずれ量に応じた信号値を生成するずれ量特定信号生成手段と、前記ずれ量特定信号生成手段により生成された信号値を用いて、予め定められた一つの調整方法に従って、前記駆動信号の最大値から最小値までの範囲である振動範囲の中心を前記光変調器の透過特性に対応させるバイアス値を生成するバイアス制御手段と、を有し、前記光変調器は、前記バイアス値に基づいて調整されたバイアス電圧により動作する。

また、本願発明の一態様にかかるバイアス調整方法は、情報データに基づいて駆動信号を生成し、複数の変調方式のうちのいずれかの変調方式で、光変調器により、連続光を前記駆動信号に従って変調して変調信号を生成し、前記変調信号からディザー信号を抽出し、抽出された前記ディザー信号の信号値を、一律の信号値を生成するように前記複数の変調方式毎に設定された倍率で増幅することにより、前記光変調器のバイアス電圧のずれ量に応じた信号値を生成し、生成された前記信号値を用いて、予め定められた一つの調整方法に従って、前記駆動信号の最大値から最小値までの範囲である振動範囲の中心を前記光変調器の透過特性に対応させるバイアス値を生成することを備え、前記光変調器は、前記バイアス値に基づいて調整されたバイアス電圧により動作する。

本発明によれば、変調方式によらず、適切に変調器のバイアス電圧を調整することができる送信器及びバイアス調整方法を提供することができる。

実施の形態の概要にかかる送信器の構成を示すブロック図である。 実施の形態にかかる光送信器の構成を示すブロック図である。 実施の形態にかかる光検出部の構成の一例を示すブロック図である。 ＤＳＰが行う時分割による変調方式の切り替え及びそれに応じた選択信号の出力についての一例を示す模式図である。 第１変調部又は第２変調部を駆動する駆動電気信号の振幅と、第１変調部又は第２変調部の光透過出力の関係を示す模式図であり、送信器における変調方式が４ＱＡＭである場合の関係を示している。 第１変調部又は第２変調部を駆動する駆動電気信号の振幅と、第１変調部又は第２変調部の光透過出力の関係を示す模式図であり、送信器における変調方式が１６ＱＡＭである場合の関係を示している。 第１変調部又は第２変調部を駆動する駆動電気信号の振幅と、第１変調部又は第２変調部の光透過出力の関係を示す模式図であり、送信器における変調方式が６４ＱＡＭである場合の関係を示している。 駆動振幅にディザー信号が重畳された場合おける、変調信号から復調されたディザー信号の電圧についてのシミュレーション結果を示すグラフであり、変調方式が４ＱＡＭである場合のグラフである。 駆動振幅にディザー信号が重畳された場合おける、変調信号から復調されたディザー信号の電圧についてのシミュレーション結果を示すグラフであり、変調方式が１６ＱＡＭである場合のグラフである。 駆動振幅にディザー信号が重畳された場合おける、変調信号から復調されたディザー信号の電圧についてのシミュレーション結果を示すグラフであり、変調方式が６４ＱＡＭである場合のグラフである。 本実施の形態にかかる制御部の構成の一例を示すブロック図である。 ２値変調方式の光送信器において、第１変調部、第２変調部へ印加される駆動電圧と、光変調器の光透過出力との関係を示した図である。 ２値変調方式の光送信器において、ディザー信号が重畳されたバイアス値を用いた制御を適用した場合の制御結果を示す図である。 ２値変調方式の光送信器において、ディザー信号が重畳されたバイアス値を用いた制御を適用した場合の制御結果を示す図である。 ２値変調方式の光送信器において、ディザー信号が重畳されたバイアス値を用いた制御を適用した場合の制御結果を示す図である。 ディザー信号が重畳されたバイアス値を用いた制御を適用した場合のシミュレーション結果である。 ディザー信号が重畳されたバイアス値を用いた制御を適用した場合のシミュレーション結果である。 ディザー信号が重畳された駆動振幅を用いた制御を適用した場合のシミュレーション結果である。 ディザー信号が重畳された駆動振幅を用いた制御を適用した場合のシミュレーション結果である。 ディザー信号が重畳された駆動振幅を用いた制御を適用した場合の微分値に関するシミュレーション結果である。

＜実施の形態の概要＞
実施の形態の説明に先立って、本発明にかかる実施の形態の概要を説明する。図１は、実施の形態の概要にかかる送信器１０の構成を示すブロック図である。なお、図１において、信号またはデータ等の流れの方向を一方向で示す矢印は、信号またはデータ等の流れの方向を端的に示したものであり、双方向性を排除するものではない。図１に示されるように、送信器１０は、光変調器２０と、駆動部（駆動手段）３０と、ずれ量特定信号生成部（ずれ量特定信号生成手段）４０と、バイアス制御部（バイアス制御手段）５０とを有する。

光変調器２０には、図示しない光源からの連続光を駆動部３０から出力された駆動信号（駆動電気信号とも言う）に従って変調する。ここで、光変調器２０は、複数の変調方式のうちのいずれかの変調方式で連続光を変調する。すなわち、例えば、光変調器２０は、予め定められた複数の変調方式のうち選択された変調方式で連続光を変調する。上述の複数の変調方式は、任意の変調方式でよい。例えば、上述の複数の変調方式は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、又はＱＡＭを含んでもよい。また、これら位相変調に限らず、上述の複数の変調方式は、強度変調を含んでもよい。上述の複数の変調方式に含まれる変調方式は、強度変調、ＢＰＳＫ、又はＱＰＳＫのように、駆動信号の取りうる電圧値の数が２である変調方式であるかもしれないし、１６ＱＡＭなどのように駆動信号の取りうる電圧値の数が２を超える変調方式であるかもしれない。

ここで、光変調器２０が変調を行うことにより出力される変調信号は、ディザー（Ｄｉｔｈｅｒ）信号を含む。ディザー信号は、光変調器２０に対するバイアス電圧を制御するために、付加された信号であり、予め定められた周波数を有する低周波信号である。ディザー信号は、例えば、周波数のオーダーがｋＨｚである低周波信号である。

駆動部３０は、入力された情報データに基づいて、光変調器２０に出力する駆動信号を生成する。

ずれ量特定信号生成部４０は、光変調器２０が出力した変調信号から抽出されたディザー信号の信号値を、一律の信号値を生成するように上述の複数の変調方式毎に設定された倍率で増幅することにより、光変調器２０のバイアス電圧のずれ量に応じた信号値を生成する。ここで、ずれ量は、最適点からのバイアス電圧のずれの大きさに限らず、ずれ方向（すなわち、最適点からのずれが、電圧の正方向へのずれであるか負方向へのずれであるか）も含む。

バイアス制御部５０は、ずれ量特定信号生成部４０により生成された信号値を用いて、予め定められた一つの調整方法に従って、駆動信号の振幅の中心を光変調器２０の透過特性に対応させるバイアス値を生成する。ここで、駆動信号の振幅の中心とは、駆動信号の最大値から最小値までの範囲である振動範囲の中心をいう。つまり、駆動信号の振幅の中心は駆動信号のピークツーピークの範囲の中心とも言うことができる。すなわち、バイアス制御部５０は、バイアス電圧が光変調器２０の透過特性の最小点になるようなバイアス値を生成する。ここで、バイアス値とは、バイアス電圧の電圧値を規定するパラメ―タである。バイアス制御部５０は、生成したバイアス値を光変調器２０に出力する。光変調器２０は、バイアス値に基づいて調整されたバイアス電圧により動作する。

変調方式が異なる場合、バイアス電圧の最適値からのずれ量が同じであっても、抽出されたディザー信号の信号値は同じとは限らない。例えば、バイアス電圧のずれ量がＸである場合、第１の変調方式が採用されているときの抽出されたディザー信号の信号値はｄ_Ａであり、第２の変調方式が採用されているときの抽出されたディザー信号の信号値はｄ_Ｂである。言い換えると、第１の変調方式が採用されているときの抽出されたディザー信号の信号値がｄ_Ａであることは、バイアス電圧のずれ量がＸであることを意味するが、第２の変調方式が採用されているときの抽出されたディザー信号の信号値がｄ_Ａであっても、バイアス電圧のずれ量はＸではないことを意味する。このため、一般的には、抽出されたディザー信号の信号値を用いてバイアス電圧を制御する場合、変調方式に応じた調整方法を用いる必要がある。

しかしながら、上述の通り、ずれ量特定信号生成部４０がバイアス電圧のずれ量に応じた信号値を生成するため、バイアス制御部５０は、予め定められた一つの調整方法に従って適切なバイアス値を生成することができる。例えば、バイアス電圧のずれ量がＸである場合、変調方式によらず一律な信号値ｄｘを得ることができれば、この信号値ｄｘから、変調方式によらず、バイアス電圧のずれ量を一意に特定することが可能となる。そこで、ずれ量特定信号生成部４０は、例えば、第１の変調方式が採用されているときのディザー信号の信号値ｄ_Ａをｄｘ／ｄ_Ａ倍することにより一律な信号値ｄｘを生成する。また、ずれ量特定信号生成部４０は、例えば、第２の変調方式が採用されているときのディザー信号の信号値ｄ_Ｂをｄｘ／ｄ_Ｂ倍することにより一律な信号値ｄｘを生成する。ここで、ｄｘ／ｄ_Ａ及びｄｘ／ｄ_Ａは、それぞれ変調方式毎に予め設定された倍率である。なお、この倍率は正の値かもしれないし、負の値であるかもしれない。この倍率は、変調方式毎にシミュレーション又は実験などを行うことにより決定することが可能である。このようにして、バイアス制御部５０は、変調方式によらず、バイアス電圧のずれ量に応じた信号値を得るため、変調方式によらない任意の調整方法で、バイアス電圧を制御することができる。

以上説明した通り、送信器１０においては、変調方式によらない、バイアス電圧のずれ量に応じた信号値に基づいて、変調方式によらない任意の調整方法で、光変調器２０に対するバイアス電圧を調整することができる。したがって、送信器１０によれば、変調方式によらず、適切に変調器のバイアス電圧を調整することができる。

＜実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の詳細について説明する。図２は、実施の形態にかかる送信器１００の構成を示すブロック図である。なお、図２において、信号またはデータ等の流れの方向を一方向で示す矢印は、信号またはデータ等の流れの方向を端的に示したものであり、双方向性を排除するものではない。図２に示されるように、送信器１００は、光源２００、第１ドライバ部３１０、第２ドライバ部３２０、光変調器４００、分岐部５００、光検出部６００、制御部７００、及びＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）８００を備える。

光源２００は、例えばレーザダイオードにより構成され、連続（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光を出力する。なお、連続光は、連続発振光とも呼ばれる。光源２００から出力されたＣＷ光は、光変調器４００において２分岐され、一方が後述する第１変調部４１０へ、他方が第２変調部４２０へ入力される。

第１のドライバ部３１０及び第２のドライバ部３２０は、ドライバ回路であり、入力された情報データに基づいて、光変調器４００に出力する駆動信号を生成する。第１のドライバ部３１０及び第２のドライバ部３２０は、上述の駆動部３０に対応する。

第１ドライバ部３１０には、適用される変調方式に応じて符号化されたデータ信号Ｄ_Ｉ（すなわち情報データ）がＤＳＰ８００から入力される。また、第１ドライバ部３１０には、駆動振幅Ａ_Ｉ（振幅情報ともいう）が制御部７００から入力される。第１ドライバ部３１０は、入力されたデータ信号Ｄ_Ｉの振幅を、入力された駆動振幅Ａ_Ｉに基づいて調整し、駆動電気信号Ｅ_Ｉを光変調器４００の第１変調部４１０へ出力する。

第２ドライバ部３２０には、適用される変調方式に応じて符号化されたデータ信号Ｄ_Ｑ（すなわち情報データ）がＤＳＰ８００から入力される。また、第２ドライバ部３２０には、駆動振幅Ａ_Ｑ（振幅情報ともいう）が制御部７００から入力される。第２ドライバ部３２０は、入力されたデータ信号Ｄ_Ｑの振幅を、入力された駆動振幅Ａ_Ｑに基づいて調整し、駆動電気信号Ｅ_Ｑを光変調器４００の第２変調部４２０へ出力する。

光変調器４００は、制御部７００から入力されるバイアス値によって、バイアス電圧が調整される。そして、光変調器４００は、光源２００から入力されたＣＷ光をドライバ部３１０、３２０から入力された駆動電気信号を用いて光変調し、変調信号を出力する。本実施形態に係る光変調器４００は、図２に示すように、第１変調部４１０、第２変調部４２０及び位相調整部４３０を有する。

第１変調部４１０及び第２変調部４２０は、例えばマッハ・ツェンダ型変調器である。
第１変調部４１０は、制御部７００から入力されるバイアス値Ｂ_Ｉによって、バイアス電圧が調整される。そして、第１変調部４１０は、光源２００から入力された一方のＣＷ光を第１ドライバ部３１０から入力された駆動電気信号Ｅ_Ｉを用いて変調し、変調信号を出力する。

第２変調部４２０は、制御部７００から入力されるバイアス値Ｂ_Ｑによって、バイアス電圧が調整される。そして、第２変調部４２０は、光源２００から入力された他方のＣＷ光を第２ドライバ部３２０から入力された駆動電気信号Ｅ_Ｑを用いて変調し、変調信号を出力する。

位相調整部４３０は、移相器であり、第２変調部４２０から出力された変調信号の位相をπ／２シフトさせて出力する。

第１変調部４１０から出力された変調信号と、位相調整部４３０から出力され、位相がπ／２シフトされた変調信号とは経路上で合波され、変調信号として光変調器４００から出力される。

分岐部５００は、例えば光カプラであり、光変調器４００から出力された変調信号を２分岐し、一方を光伝送路へ送信し、他方を光検出部６００へ出力する。

光検出部６００は、分岐部５００において分岐された変調信号を電気信号に変換し、所定の周波数成分を抽出して増幅した後、制御部７００へ出力する。図３は、光検出部６００の構成の一例を示すブロック図である。なお、図３において、信号またはデータ等の流れの方向を一方向で示す矢印は、信号またはデータ等の流れの方向を端的に示したものであり、双方向性を排除するものではない。図３に示すように、光検出部６００は、光電変換部６１０、電流／電圧変換部６２０、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）６３０、及び増幅部６４０を有する。

光電変換部６１０は、光電変換素子により構成され、分岐部５００において分岐された変調信号を電気信号へと光電変換し、変調信号の光パワーに応じた電流値を出力する。電流／電圧変換部６２０は、電流電圧変換回路により構成され、光電変換部６１０から出力された、変調信号の光パワーに応じた電流値を電圧値に変換する。ＢＰＦ６３０は、電流／電圧変換部６２０の出力値から、周波数ｆ_０を含む周波数成分を抽出する狭帯域通過フィルタである。ここで、周波数ｆ_０は、ディザー信号の周波数である。増幅部６４０は、例えばアンプにより構成され、ＢＰＦ６３０において抽出された周波数成分を増幅して制御部７００へ出力する。

制御部７００は、光変調器４００へ出力するバイアス値と、ドライバ部３１０、３２０へ出力する駆動振幅とを生成する。また、制御部７００は、光検出部６００から入力された周波数成分から、ディザー信号を抽出し、抽出結果に基づいてバイアス値を生成する。なお、制御部７００は、駆動振幅又はバイアス値に、低周波信号であるディザー信号を重畳する。制御部７００の詳細については、後述する。

ＤＳＰ８００は、予め定められた複数の変調方式のうち送信に適用される変調方式を決定する。すなわち、ＤＳＰ８００は、予め定められた複数の変調方式のうちいずれの変調方式により情報の伝送を行うかを決定する。ここで、ＤＳＰ８００は、予め定められた複数の変調方式のうちの２以上の変調方式を時分割で切り替えてもよい。また、ＤＳＰ８００は、送信に適用される変調方式に応じて情報を符号化し、データ信号Ｄ_Ｉ、Ｄ_Ｑを生成する。ＤＳＰ８００は、生成したデータ信号Ｄ_Ｉを第１ドライバ部３１０に出力し、生成したデータ信号Ｄ_Ｑを第２ドライバ部３２０に出力する。

また、ＤＳＰ８００は、現在適用されている変調方式に応じた選択信号を制御部７００に送信する。図４は、ＤＳＰ８００が行う時分割による変調方式の切り替え及びそれに応じた選択信号の出力についての一例を示す模式図である。図４に示した例では、ＤＳＰ８００は、多値度がｍ１であるＱＡＭ（ｍ１−ＱＡＭ）と、多値度がｍ２であるＱＡＭ（ｍ２−ＱＡＭ）と、多値度がｍ３であるＱＡＭ（ｍ３−ＱＡＭ）とを、時分割で切り替えている。したがって、予め定められた複数の変調方式は、第１の多値度のＱＡＭと、この第１の多値度とは異なる第２の多値度のＱＡＭとを含んでもよく、ＤＳＰ８００は、第１の多値度のＱＡＭと、第２の多値度のＱＡＭとを時分割で切り替えてもよい。このように多値度が異なる複数の変調方式を時分割で切り替えることにより、任意の多値度の変調を実現することができる。また、ＤＳＰ８００は、後述する切替信号を送信する。

ＤＳＰ８００は、例えば、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリを備え、ＣＰＵが、メモリにロードされたプログラムを実行することにより上記の処理を行う。なお、ＤＳＰ８００は、信号処理手段と呼ばれることがある。

上述の通り、変調方式が異なる場合、バイアス電圧の最適値からのずれ量が同じであっても、変調信号から得られるディザー信号の信号値は同じとは限らない。これについて、具体例を示す。図５〜図７は、第１変調部４１０又は第２変調部４２０を駆動する駆動電気信号の振幅と、第１変調部４１０又は第２変調部４２０の光透過出力の関係を示す模式図である。ここで、図５は、送信器１００における変調方式が４ＱＡＭである場合の関係を示し、図６は、送信器１００における変調方式が１６ＱＡＭである場合の関係を示し、図７は、送信器１００における変調方式が６４ＱＡＭである場合の関係を示す。また、図５〜図７、及び後述する図１２において、左上のグラフは、第１変調部４１０又は第２変調部４２０に対する駆動電圧と、第１変調部４１０又は第２変調部４２０の光透過出力の関係を示すグラフ（すなわち第１変調部４１０の透過特性又は第２変調部４２０の透過特性）であり、下のグラフは、駆動電気信号の遷移を示すグラフであり、右上のグラフは、駆動電気信号の遷移に伴う変調信号の波形を示すグラフである。

なお、図７において、駆動電気信号の遷移を示すグラフ（下のグラフ）及び駆動電気信号の遷移に伴う変調信号の波形を示すグラフ（右上のグラフ）において、図の視認性を向上させるために、一部の遷移の図示を省略している。例えば、図７の下のグラフにおいて、電圧値Ｖ_０からＶ_１への遷移は図示が省略されている。
また、以下の説明において、透過特性のスロープの下限（すなわち、Ｎｕｌｌ点）に対応する電圧とピーク点に対応する電圧の差の電圧をＶπとする。したがって、透過特性の隣接するピーク点に対応する電圧差は、２Ｖπと表される。

また、図８〜図１０は、駆動振幅にディザー信号が重畳された場合における、変調信号から復調されたディザー信号の電圧についてのシミュレーション結果を示すグラフである。図８〜図１０、及び後述する図１４〜図１６のグラフにおいて、横軸はバイアス電圧の最適値からのずれ量を示し、縦軸は変調信号から復調されたディザー信号の振幅を示している。図８〜図１０は、より具体的には次のような図である。

図８は、図５に対応する図であり、送信器１００における変調方式が４ＱＡＭである場合のグラフを示している。変調方式が４ＱＡＭである場合、図５に示した通り、駆動電圧として、Ａ_０とＡ_７の２点が必要である。なお、Ａ_０に対応する駆動電気信号の電圧をＶ_０とし、Ａ_７に対応する駆動電気信号の電圧をＶ_７とする。図８は、図５における振幅Ｖ_７０（＝Ｖ_７−Ｖ_０）についてのシミュレーション結果のグラフを示している。図８において、破線は、振幅Ｖ_７０に関するディザー信号の振幅を示している。ここで、図８においては、破線で示されるグラフが、光検出部６００を介して検出されるディザー信号の振幅と、バイアス電圧の最適値からのずれ量との関係を示している。なお、図８では、一例としてＶ_７０＝Ｖπとしている。

図９は、図６に対応する図であり、送信器１００における変調方式が１６ＱＡＭである場合のグラフを示している。変調方式が１６ＱＡＭである場合、図６に示した通り、駆動電圧として、Ａ_０とＡ_２とＡ_５とＡ_７の４点が必要である。なお、Ａ_２に対応する駆動電気信号の電圧をＶ_２とし、Ａ_５に対応する駆動電気信号の電圧をＶ_５とする。図９は、図６における振幅Ｖ_７０（＝Ｖ_７−Ｖ_０）と、振幅Ｖ_５２（＝Ｖ_５−Ｖ_２）とについてのシミュレーション結果のグラフを示している。振幅としては、Ｖ_７０とＶ_５２以外にも、例えばＡ_０とＡ_５による振幅なども発生しうるが、ここでは、一例として、上述の通り振幅Ｖ_７０と、振幅Ｖ_５２とについてのシミュレーション結果を示している。また、図９において、実線は、振幅Ｖ_７０に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_５２に関するディザー信号の振幅とを示している。また、図９において、破線は、実線で示される各振幅の平均を示すグラフである。ここで、図９においては、破線で示されるグラフが、光検出部６００を介して検出されるディザー信号の振幅と、バイアス電圧の最適値からのずれ量との関係を示している。なお、図９では、一例として、Ｖ_７０＝Ｖπであり、Ｖ_５２＝０．３５×Ｖπである。

図１０は、図７に対応する図であり、送信器１００における変調方式が６４ＱＡＭである場合のグラフを示している。変調方式が６４ＱＡＭである場合、図７に示した通り、駆動電圧として、Ａ_０からＡ_７の８点が必要である。なお、Ａ_１に対応する駆動電気信号の電圧をＶ_１とし、Ａ_３に対応する駆動電気信号の電圧をＶ_３とし、Ａ_４に対応する駆動電気信号の電圧をＶ_４とし、Ａ_６に対応する駆動電気信号の電圧をＶ_６とする。図１０は、図７における振幅Ｖ_７０（＝Ｖ_７−Ｖ_０）と、振幅Ｖ_６１（＝Ｖ_６−Ｖ_１）と、振幅Ｖ_５２（＝Ｖ_５−Ｖ_２）と、振幅Ｖ_４３（＝Ｖ_４−Ｖ_３）とについてのシミュレーション結果のグラフを示している。振幅としては、これら以外にも、例えばＡ_０とＡ_５による振幅なども発生しうるが、ここでは、一例として、上述の通り、４種類の振幅についてのシミュレーション結果を示している。また、図１０において、実線は、振幅Ｖ_７０に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_６１に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_５２に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_４３に関するディザー信号の振幅とを示している。また、図１０において、破線は、実線で示される各振幅の平均を示すグラフである。ここで、図１０においては、破線で示されるグラフが、光検出部６００を介して検出されるディザー信号の振幅と、バイアス電圧の最適値からのずれ量との関係を示している。なお、図１０では、一例として、Ｖ_７０＝Ｖπであり、Ｖ_６１＝０．６０×Ｖπであり、Ｖ_５２＝０．３５×Ｖπであり、Ｖ_４３＝０．１５×Ｖπである。

図８〜図１０に示されるように、バイアス電圧の最適値からのずれ量が同じであっても、変調方式によって、検出されるディザー信号の振幅値は異なる。したがって、検出されるディザー信号の振幅値を用いてバイアス電圧の調整を行う場合には、変調方式毎に異なる調整が必要とされる。

そこで、本実施の形態では、制御部７００は、以下のような構成となっている。図１１は、本実施の形態にかかる制御部７００の構成の一例を示すブロック図である。なお、図１１において、信号またはデータ等の流れの方向を一方向で示す矢印は、信号またはデータ等の流れの方向を端的に示したものであり、双方向性を排除するものではない。図１１に示されるように、制御部７００は、第１制御部７０１と第２制御部７０２とを有している。第１制御部７０１は、第１変調部４１０及び第１ドライバ部３１０に対して信号出力を行う制御部であり、第２制御部７０２は、第２変調部４２０及び第２ドライバ部３２０に対して信号出力を行う制御部である。図１１に示されるように、第１制御部７０１と第２制御部７０２とは同様の構成であり、それぞれ、低周波信号生成部７１０と、乗算器７１１と、増幅部７１２、７１７と、シリアルパラレル変換器７１３と、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎと、バイアス制御部７１５と、振幅制御部７１６と、加算器７１８、７１９とを有している。

低周波信号生成部７１０は、例えば発振器であり、ディザー信号として、周波数ｆ_０の矩形波信号を生成し、乗算器７１１及び増幅部７１７へ出力する。なお、低周波信号生成部７１０が生成する信号は、矩形波信号に限らず、周波数ｆ_０の正弦波信号であってもよい。

乗算器７１１は、光検出部６００から入力された周波数成分に、低周波信号生成部７１０から入力された周波数ｆ_０の信号を乗算し、増幅部７１２へ出力する。乗算器７１１による乗算により、光検出部６００から入力された周波数成分からディザー信号が抽出される。

増幅部７１２は、例えばアンプにより構成され、乗算器７１１から出力された信号を増幅し、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎのそれぞれに出力する。ここで、Ｎは、送信器１００が適用可能な変調方式の種類の数に相当する。

ＤＳＰ８００から出力された選択信号は、シリアルパラレル変換器７１３に入力される。シリアルパラレル変換器７１３は、ＤＳＰ８００から出力されたシリアルデータとしての選択信号を、パラレルデータに変換し、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎに出力する。なお、本実施の形態では、ＤＳＰ８００から選択信号がシリアル伝送される構成を示しているが、この構成は一例に過ぎない。選択信号は、ＤＳＰ８００からパラレル伝送されてもよい。したがって、シリアルパラレル変換器７１３は、伝送態様によっては、必ずしも必要ではないことは言うまでもない。

ＤＳＰ８００から出力された選択信号は、現在適用されている変調方式を特定する信号であり、現在適用されている変調方式に対応するゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎに対し、信号の増幅及び出力を指示するための信号である。

ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎは、上述のずれ量特定信号生成部４０に相当し、バイアス電圧のずれ量に応じた一律の信号値を生成する。ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎは、選択信号に応じて選択される。ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎのうち選択信号により選択されたものは、予め定められた倍率で、増幅部７１２から出力された信号（すなわち、抽出されたディザー信号の信号値）を増幅し、増幅した信号をバイアス制御部７１５に出力する。すなわち、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎは、抽出されたディザー信号の信号値を増幅して出力する。例えば、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎは、スイッチ及びアンプにより構成される。ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎは、送信器１００が適用可能な変調方式と１対１で対応している。

ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎのそれぞれには、次のような倍率が設定される。ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎの目的は、バイアス電圧の最適値からのずれ量Ｘに対し、一律な信号値ｄｘを得ることである。したがって、第１の変調方式が使用される場合に選択信号により選択されるゲート増幅部７１４＿１に設定される倍率ｍ_１は、この変調方式が使用されている際に増幅部７１２から得られる信号値ｄ_１とすると、例えば以下の式（１）のように表される。

ｍ_１＝ｄｘ／ｄ_１ ・・・（１）

同様に、第Ｎの変調方式が使用される場合に選択信号により選択されるゲート増幅部７１４＿Ｎに設定される倍率ｍ_Ｎは、この変調方式が使用されている際に増幅部７１２から得られる信号値ｄ_Ｎとすると、例えば以下の式（２）のように表される。

ｍ_Ｎ＝ｄｘ／ｄ_Ｎ ・・・（２）

なお、一律な信号値ｄｘとしては、任意の値が設定可能である。例えば、ｄｘ＝ｄ_１とした場合、ゲート増幅部７１４＿１は、増幅処理を省略することができる。また、信号値ｄ_１〜ｄ_Ｎは、シミュレーション又は実験などを行うことにより取得することが可能であるため、上記の式に従って、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎのそれぞれに設定すべき増幅倍率が決定される。なお、この倍率は負の値であることもあるし、１以下の値であることもある。

バイアス制御部７１５は、上述のバイアス制御部５０に対応する。バイアス制御部７１５は、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎのいずれかから出力された信号値を用いて、駆動電気信号の振幅の中心を光変調器の透過特性に対応させるバイアス値を生成する。より具体的には、第１制御部７０１のバイアス制御部７１５は、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎのいずれかから出力された信号値を用いて、駆動電気信号Ｅ_Ｉの振幅の中心を第１変調部４１０の透過特性に対応させるバイアス値Ｂ_Ｉを生成する。また、第２制御部７０２のバイアス制御部７１５は、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎのいずれかから出力された信号値を用いて、駆動電気信号Ｅ_Ｑの振幅の中心を第２変調部４２０の透過特性に対応させるバイアス値Ｂ_Ｑを生成する。

ここで、バイアス制御部７１５は、使用されている変調方式によらず、同じ調整方法に従って調整を行う。バイアス制御部７１５は、駆動電気信号の振幅の平均電圧値（すなわち、バイアス電圧）が光変調器４００の透過特性の最小点（すなわち、Ｎｕｌｌ点）に一致するようなバイアス値を、所定の調整方法により生成する。なお、この所定の調整方法としては任意の調整方法を採用することが可能であるが、具体的な調整方法の例を後述する。バイアス制御部７１５は、生成したバイアス値を、加算器７１８に出力する。

バイアス制御部７１５は、入力された信号に基づいて演算処理ができればよく、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などのマイクロコンピュータにより構成されてもよい。この場合、例えば、このＤＳＰは、図示しないＣＰＵ及びメモリを備え、ＣＰＵが、メモリにロードされたプログラムを実行することにより上記の処理を行う。

振幅制御部７１６は、駆動電気信号の振幅を光変調器の透過特性に対応させる振幅情報を生成する。具体的には、振幅制御部７１６は、駆動電気信号の電圧値を、光変調器の透過特性におけるピーク点間の所定の位置へと調整する振幅情報を生成する。より詳細には、第１制御部７０１の振幅制御部７１６は、駆動電気信号Ｅ_Ｉの振幅を第１変調部４１０の透過特性に対応させる駆動振幅Ａ_Ｉを生成する。また、第２制御部７０２の振幅制御部７１６は、駆動電気信号Ｅ_Ｑの振幅を第２変調部４２０の透過特性に対応させる駆動振幅Ａ_Ｑを生成する。振幅制御部７１６は、予め定められた複数の変調方式のうち、送信に適用される変調方式に対応した振幅情報を生成する。振幅制御部７１６は、生成した駆動振幅を、加算器７１９に出力する。

振幅制御部７１６は、入力された信号に基づいて演算処理ができればよく、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などのマイクロコンピュータにより構成されてもよい。この場合、例えば、このＤＳＰは、図示しないＣＰＵ及びメモリを備え、ＣＰＵが、メモリにロードされたプログラムを実行することにより上記の処理を行う。

増幅部７１７は、例えばアンプにより構成され、低周波信号生成部７１０から出力された信号を増幅し、バイアス制御部７１５からの出力が入力される加算器７１８又は振幅制御部７１６からの出力が入力される加算器７１９のいずれかに出力する。増幅部７１７は、例えば、ＤＳＰ８００からの切替信号に従って、出力先を変更する。

加算器７１８は、バイアス制御部７１５からの信号（バイアス値）と、増幅部７１７からの信号（ディザー信号）とを加算して出力する。また、加算器７１９は、振幅制御部７１６からの信号（駆動振幅）と、増幅部７１７からの信号（ディザー信号）とを加算して出力する。ただし、上述の通り、加算器７１８及び加算器７１９は、増幅部７１７からディザー信号が出力されている場合に、入力信号にディザー信号を加算して、出力する。これにより、ディザー信号がバイアス値又は駆動振幅に重畳されることとなる。なお、切替信号により増幅部７１７の出力先を変更するのではなく、加算器７１８、７１９が、増幅部７１７から出力されたディザー信号を入力信号に加算するか否かを切替信号により切り替えてもよい。

また、第１制御部７０１におけるディザー信号の重畳と、第２制御部７０２におけるディザー信号の重畳とは、同時に行われない。例えば、ＤＳＰ８００からの切替信号により、第１制御部７０１及び第２制御部７０２は、交互に、ディザー信号の重畳を行う。なお、第１制御部７０１におけるディザー信号の重畳と、第２制御部７０２におけるディザー信号の重畳とを同時に行われない理由は、第１制御部７０１及び第２制御部７０２で同じ周波数のディザー信号を重畳しているためである。したがって、第１制御部７０１の低周波信号生成部７１０が周波数ｆ_１の信号を出力し、第２制御部７０２の低周波信号生成部７１０が周波数ｆ_１とは異なる周波数ｆ_２の信号を出力する場合にはこの限りではない。

第１制御部７０１の加算器７１８からの出力は、第１変調部４１０に入力され、第２制御部７０２の加算器７１８からの出力は、第２変調部４２０に入力される。また、第１制御部７０１の加算器７１９からの出力は、第１ドライバ部３１０に入力され、第２制御部７０２の加算器７１９からの出力は、第２ドライバ部３２０に入力される。

制御部７００によれば、上述のように、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎによって、変調方式によらず、バイアス電圧の最適値からのずれ量に応じた一律な信号値を得ることができる。したがって、バイアス制御部７１５は、変調方式毎に、調整方法を変更する必要がない。よって、送信器１００は、変調方式によらず、適切に変調器のバイアス電圧を調整することができる。すなわち、例えば、送信器１００が、変調方式として多値度ｍ１のＱＡＭと多値度ｍ２のＱＡＭとを時分割により切替える場合であっても、適切に変調器のバイアス電圧を調整することができる。

次に、バイアス制御部７１５が用い得る調整方法の例として２つの例を説明する。第１の例にかかる調整方法によれば、バイアス制御部７１５は、抽出されたディザー信号の振幅の変動周波数がディザー信号の周波数の２倍となるように、バイアス値を調整する。以下、第１の例にかかる調整方法により、バイアス制御が可能であることについて説明する。

図１２は、第１変調部４１０、第２変調部４２０において、マッハ・ツェンダ型光変調器が適用された２値変調方式の送信器１００において、第１変調部４１０、第２変調部４２０へ印加される駆動電圧と、光変調器４００の光透過出力との関係を示した図である。なお、２値変調方式は、駆動電気信号の取りうる電圧値の数が２であり、駆動電気信号の振幅の種類が１種類である変調方式である。この場合、制御部７００は、例えば、駆動電気信号の”０”と”１”が、光変調器４００の透過特性の隣り合う２つの最大点（ピーク）点に対応するように、駆動電気信号の振幅を調整する。すなわち、制御部７００は、”０”に対応する駆動電気信号の電圧値と”１”に対応する駆動電気信号の電圧値との電圧差が、ピーク点間の電圧差（２Ｖπ）と等しくなるように、駆動電気信号の振幅を調整する。同時に、制御部７００は、駆動電気信号の振幅の平均電圧（中間電圧）が、光変調器４００の透過特性の最小点（Ｎｕｌｌ点）となるようにバイアス値を調整する。これにより、駆動電気信号の”０”／”１”が、変調信号のキャリア位相”０”／”π”に変換される。

具体的には、制御部７００は、光変調器４００へ出力されるバイアス値に周波数ｆ_０のディザー信号を重畳し、駆動電気信号の平均電圧（バイアス電圧）を周波数ｆ_０で変動させる。この時のバイアス電圧Ｖと、光検出部６００を介して検出されるｆ_０成分の検出電圧との関係を図１３Ａ〜図１３Ｃに示す。

図１３Ｂに示すように、駆動電気信号の振幅の最大電圧が光変調器４００の光透過特性のピークと一致し、駆動電気信号の振幅の最小電圧がこのピークの隣のピークと一致し、平均電圧（バイアス電圧）がＮｕｌｌ点に合っている時は、光検出部６００を介して検出されるｆ_０成分の検出電圧には、周波数２ｆ_０の振幅変化が現れる。すなわち、抽出されたディザー信号の振幅の変動周波数がディザー信号の周波数の２倍となる。

一方、バイアス電圧がＮｕｌｌ点からずれている時は、図１３Ａあるいは図１３Ｃに示すように、光検出部６００を介して検出されるｆ_０成分の検出電圧には、周波数ｆ_０の振幅変化が現れる。そして、この周波数ｆ_０の位相は、バイアス電圧が最適な電圧値より大きい場合（図１３Ａ）と小さい場合（図１３Ｃ）とで逆相となる。よって、抽出されたディザー信号の振幅の変動周波数がディザー信号の周波数の２倍となるように、例えばフィードバック制御によってバイアス値を調整することで、バイアス電圧を最適な電圧値に設定することができる。従って、２値変調方式が適用された送信器１００において、ディザー信号が重畳されたバイアス電圧を用いると、バイアス電圧を適切に制御することが可能である。

次に第２の例にかかる調整方法について説明する。第２の例にかかる調整方法によれば、バイアス制御部７１５は、抽出されたディザー信号の強度の微分値がゼロになるように、バイアス値を調整する。以下、第２の例にかかる調整方法により、バイアス制御が可能であることについて説明するが、それに先立ち、まず、１６ＱＡＭ又は６４ＱＡＭなどのような多値変調方式の送信器１００において、バイアス値にディザー信号を重畳する制御を適用した場合の制御結果について触れる。なお、多値変調方式は、駆動電気信号の取りうる電圧値の数が２を超え、駆動電気信号の振幅の種類が２種類以上ある変調方式である。例えば、１６ＱＡＭの場合、駆動信号の取りうる電圧値の数は４であり、６４ＱＡＭの場合、駆動信号の取りうる電圧値の数は８である。

図７に示したように、６４ＱＡＭ変調方式においては、駆動電圧として、Ａ_０からＡ_７の８点が必要である。図１４Ａ及び図１４Ｂは、図７における振幅Ｖ_７０（＝Ｖ_７−Ｖ_０）と、振幅Ｖ_６１（＝Ｖ_６−Ｖ_１）と、振幅Ｖ_５２（＝Ｖ_５−Ｖ_２）と、振幅Ｖ_４３（＝Ｖ_４−Ｖ_３）とについてのシミュレーション結果のグラフを示している。振幅としては、これら以外にも、例えばＡ_０とＡ_５による振幅なども発生しうるが、ここでは、一例として、上述の通り、４種類の振幅についてのシミュレーション結果を示している。また、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、実線は、振幅Ｖ_７０に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_６１に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_５２に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_４３に関するディザー信号の振幅とを示している。また、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、破線は、実線で示される各振幅の合計を示すグラフである。ここで、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいては、破線で示されるグラフが、光検出部６００を介して検出されるディザー信号の振幅と、バイアス電圧の最適値からのずれ量との関係を示している。

図１４Ａでは、Ｖ_７０＝１．９６×Ｖπであり、Ｖ_６１＝１．４０×Ｖπであり、Ｖ_５２＝０．８４×Ｖπであり、Ｖ_４３＝０．２８×Ｖπである。また、図１４Ｂでは、図１４Ａに比べて振幅が小さく、Ｖ_７０＝１．６０×Ｖπであり、Ｖ_６１＝１．２０×Ｖπであり、Ｖ_５２＝０．７２×Ｖπであり、Ｖ_４３＝０．２４×Ｖπである。

図１４Ａにおいて、バイアス電圧が最適点（０Ｖ）より正にシフト（０〜１Ｖπ）している場合、光検出部６００を介して検出されるｆ_０成分の検出電圧（破線）は負電圧となる。また、図１４Ａにおいて、バイアス電圧が最適点（０Ｖ）より負にシフト（０〜−１Ｖπ）している場合は、検出電圧は正電圧となる。

これに対し、図１４Ｂにおいて、振幅が図１４Ａの例よりもわずかに小さい場合、バイアス電圧が最適点（０Ｖ）より正にシフト（０〜１Ｖπ）しているときは、光検出部６００を介して検出されるｆ_０成分の検出電圧（破線）は正電圧となる。また、図１４Ｂにおいて、バイアス電圧が最適点（０Ｖ）より負にシフト（０〜−１Ｖπ）している場合は、検出電圧は負電圧となる。

すなわち、多値変調方式が適用された送信器１００においては、ディザー信号が重畳されたバイアス電圧を用いた制御を適用すると、最適点（Ｎｕｌｌ点）からのバイアス電圧のズレの方向は、ｆ_０成分の検出電圧によって一意に決まらない。したがって、多値変調方式が適用された送信器１００においては、バイアス電圧にディザー信号を重畳しても、バイアス電圧をＮｕｌｌ点に制御することが容易ではない。そこで、送信器１００において多値変調方式が適用される場合には、制御部７００は、第１ドライバ部３１０及び第２ドライバ部３２０へ出力する駆動振幅にディザー信号を重畳する。

上記の検討を踏まえ、第２の例にかかる調整方法により、バイアス制御が可能であることについて説明する。第２の例にかかる調整方法は、以下に示すように、駆動振幅にディザー信号を重畳するバイアス制御である。

ここで、多値変調方式の送信器１００において、ディザー信号が重畳された駆動振幅を用いて制御を行った場合の制御結果について説明する。なお、以下では、６４ＱＡＭ変調方式の送信器１００において、図１４Ａ及び図１４Ｂで説明したのと同じ条件下で、ディザー信号が重畳された駆動振幅を用いた制御を行った場合の制御結果について説明する。

Ｖ_７０＝１．９６×Ｖπであり、Ｖ_６１＝１．４０×Ｖπであり、Ｖ_５２＝０．８４×Ｖπであり、Ｖ_４３＝０．２８×Ｖπである場合に、駆動振幅にディザー信号を重畳した場合のシミュレーション結果を図１５Ａに示す。また、Ｖ_７０＝１．６０×Ｖπであり、Ｖ_６１＝１．２０×Ｖπであり、Ｖ_５２＝０．７２×Ｖπであり、Ｖ_４３＝０．２４×Ｖπである場合に、駆動振幅にディザー信号を重畳した場合のシミュレーション結果を図１５Ｂに示す。図１５Ａ及び図１５Ｂにおいて、実線は、振幅Ｖ_７０に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_６１に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_５２に関するディザー信号の振幅と、振幅Ｖ_４３に関するディザー信号の振幅とを示している。また、図１５Ａ及び図１５Ｂにおいて、破線は、実線で示される各振幅の合計を示すグラフである。ここで、図１５Ａ及び図１５Ｂにおいては、破線で示されるグラフが、光検出部６００を介して検出されるディザー信号の振幅と、バイアス電圧の最適値からのずれ量との関係を示している。

図１５Ａ及び図１５Ｂより、振幅が違っていても、光検出部６００を介して検出される検出電圧は、次のようになる。すなわち、最適点（０Ｖ）からのバイアス電圧のずれが、−０．５〜＋０．５Ｖπの範囲である場合、検出電圧は正電圧となり、それ以外の場合、負電圧となる。つまり、ディザー信号を駆動振幅に重畳させた場合、多値変調方式が適用された送信器１００において、最適点（Ｎｕｌｌ点）からのずれを検出することができる。

さらに、図１５Ａ又は図１５Ｂに示される検出電圧を微分した結果を図１６に示す。図１６において、実線は、図１５Ａ又は図１５Ｂにおいて実線で示される各振幅の合計を示すグラフである。すなわち、図１６において、実線は、図１５Ａ又は図１５Ｂにおける破線に対応している。また、図１６において、破線は、図１６における実線のグラフを微分したグラフである。すなわち、図１６に示される破線のグラフは、ディザー信号の強度の微分値を示している。図１６において破線で示されるように、バイアス電圧が最適点（０Ｖ）より正にシフト（０〜１Ｖπ）している場合、検出電圧（ディザー信号の強度）の微分値は負電圧となる。一方、バイアス電圧が最適点（０Ｖ）より負にシフト（０〜−１Ｖπ）している場合、微分値は正電圧となる。よって、抽出されたディザー信号の強度の微分値がゼロになるように、例えばフィードバック制御によってバイアス値を調整することで、バイアス電圧を最適な電圧値に設定することができる。つまり、バイアス制御部７１５が、バイアス値を変動させ、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎから入力された信号値の変動分（微分値）に基づいてバイアス値を調整することで、バイアス電圧を最適な電圧値に設定することができる。従って、ディザー信号の強度を微分した結果を用いることにより、送信器１００に多値変調方式を適用した場合であっても、バイアス電圧を最適点（Ｎｕｌｌ点）に合わせることができる。

以上、第１の例にかかる調整方法と第２の調整方法について説明したが、バイアス制御部７１５は、これに限らず任意の調整方法によりバイアス電圧を制御してもよい。また、例えば第１の例にかかる調整方法が用いられる場合、バイアス制御部７１５は、適用される変調方式によらず、第１の例にかかる調整方法によりバイアス電圧を制御できる点に留意されたい。これは、上述の通り、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎが、一律な信号値を生成するためである。例えば、上記の説明では、２値変調方式に対して、第１の例にかかる調整方法が有効であることについて説明したが、多値変調方式が採用された場合であっても、ゲート増幅部７１４＿１〜７１４＿Ｎが、入力された信号値を、２値変調方式における信号値に変換するよう増幅することにより、第１の例にかかる調整方法によるバイアス電圧が可能である。つまり、例えば、上述の一律な信号値ｄｘを、２値変調方式における信号値と一致させることにより、本来は２値変調方式に適用すべき調整方法を、多値変調方式でも適用できる。同様に、例えば第２の例にかかる調整方法が用いられる場合、バイアス制御部７１５は、適用される変調方式によらず、第２の例にかかる調整方法によりバイアス電圧を制御できる。

上述した通り、２値変調方式で送信が行われる場合、制御部７００はバイアス値にディザー信号を重畳することが好ましく、多値変調方式で送信が行われる場合、制御部７００は振幅情報にディザー信号を重畳することが好ましい。

以上説明した通り、本実施の形態にかかる送信器１００においては、変調方式によらない、バイアス電圧のずれ量に応じた一律の信号値が生成される。そして、この一律の信号値に基づいて、変調方式によらない任意の調整方法で、光変調器４００に対するバイアス電圧が調整される。したがって、送信器１００によれば、変調方式によらず、適切に光変調器４００のバイアス電圧を調整することができる。

さらに、上記で説明した送信器１００は、多値度の異なる変調方式を切り替えることができる。そして、いずれの変調方式が適用される場合であっても、同じ調整方法により光変調器４００のバイアス電圧を最適点に制御することができる。従って、今後主流になると思われる、複数の光変調方式を切り替えて使用する変調方式可変型光送信器に対しても、適切にバイアス電圧の制御が可能となる。そして、情報電気信号速度が１００Ｇｂｉｔ／ｓであっても、４００Ｇｂｉｔ／ｓであっても、上記制御動作には影響しない。このため、ビットレートの依存性は生じない。また、変調方式に対する依存性も生じない。

ここで、情報電気信号速度が１００Ｇｂｉｔ／ｓ、２００Ｇｂｉｔ／ｓ、４００Ｇｂｉｔ／ｓなどのビットレートの異なる信号であっても、ディザー信号の周波数ｆ_０は、ｋＨｚ程度の低い周波数で良いため、光検出部６００を構成する光電変換部６１０、電流／電圧変換部６２０および増幅部６４０や、制御部７００を構成する乗算器７１１、増幅部７１２、７１７、加算器７１８、７１９などはｋＨｚ程度の低速で動作すれば良く、超高速信号用ではない安価な低速用部品で構成することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、制御部７００は、ハードウェアによる構成に限らず、ソフトウェアで構成することも可能である。また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１６年７月１５日に出願された日本出願特願２０１６−１４０６９８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０ 送信器
２０ 光変調器
３０ 駆動部
４０ ずれ量特定信号生成部
５０ バイアス制御部
１００ 送信器
２００ 光源
３１０ 第１ドライバ部
３２０ 第２ドライバ部
４００ 光変調器
４１０ 第１変調部
４２０ 第２変調部
４３０ 位相調整部
５００ 分岐部
６００ 光検出部
６１０ 光電変換部
６２０ 電流／電圧変換部
６３０ ＢＰＦ
６４０、７１２、７１７ 増幅部
７００ 制御部
７０１ 第１制御部
７０２ 第２制御部
７１０ 低周波信号生成部
７１１ 乗算器
７１３ シリアルパラレル変換器
７１４＿１〜７１４＿Ｎ ゲート増幅部
７１５ バイアス制御部
７１６ 振幅制御部
７１８、７１９ 加算器

Claims (7)

1. 複数の変調方式のうちのいずれかの変調方式で連続光を駆動信号に従って変調する光変調器と、
   情報データに基づいて前記駆動信号を生成する駆動手段と、
   前記光変調器が出力した変調信号から抽出されたディザー信号の信号値を、一律の信号値を生成するように前記複数の変調方式毎に設定された倍率で増幅することにより、前記光変調器のバイアス電圧のずれ量に応じた信号値を生成するずれ量特定信号生成手段と、
   前記ずれ量特定信号生成手段により生成された信号値を用いて、予め定められた一つの調整方法に従って、前記駆動信号の最大値から最小値までの範囲である振動範囲の中心を前記光変調器の透過特性に対応させるバイアス値を生成するバイアス制御手段と、
   を有し、
   前記光変調器は、前記バイアス値に基づいて調整されたバイアス電圧により動作する
   送信器。
2. 前記ずれ量特定信号生成手段は、現在適用されている変調方式を特定する選択信号に応じて選択される増幅部を有し、
   前記選択信号により選択された前記増幅部は、前記倍率で前記抽出されたディザー信号の信号値を増幅する
   請求項１に記載の送信器。
3. 前記ディザー信号は、前記バイアス値に重畳された予め定められた周波数の信号であり、
   前記バイアス制御手段は、前記予め定められた一つの調整方法に従った調整として、前記抽出されたディザー信号の振幅の変動周波数が前記予め定められた周波数の２倍となるように、前記バイアス値を調整する
   請求項１又は２に記載の送信器。
4. 前記駆動信号の振幅を前記光変調器の透過特性に対応させる振幅情報を生成する振幅制御手段をさらに有し、
   前記駆動手段は、前記振幅情報に基づいて前記情報データの振幅を調整して前記駆動信号を生成し、
   前記ディザー信号は、前記振幅情報に重畳された信号であり、
   前記バイアス制御手段は、前記予め定められた一つの調整方法に従った調整として、前記抽出されたディザー信号の強度の微分値がゼロになるように前記バイアス値を調整する
   請求項１又は２に記載の送信器。
5. 前記複数の変調方式のうち送信に適用される変調方式を決定する信号処理手段を有し、
   前記信号処理手段は、前記複数の変調方式のうちの２以上の変調方式を時分割で切り替える
   請求項１に記載の送信器。
6. 前記複数の変調方式は、第１の多値度のＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）と、前記第１の多値度とは異なる第２の多値度のＱＡＭと、を含み、
   前記信号処理手段は、前記第１の多値度のＱＡＭと、前記第２の多値度のＱＡＭとを時分割で切り替える
   請求項５に記載の送信器。
7. 情報データに基づいて駆動信号を生成し、
   複数の変調方式のうちのいずれかの変調方式で、光変調器により、連続光を前記駆動信号に従って変調して変調信号を生成し、
   前記変調信号からディザー信号を抽出し、
   抽出された前記ディザー信号の信号値を、一律の信号値を生成するように前記複数の変調方式毎に設定された倍率で増幅することにより、前記光変調器のバイアス電圧のずれ量に応じた信号値を生成し、
   生成された前記信号値を用いて、予め定められた一つの調整方法に従って、前記駆動信号の最大値から最小値までの範囲である振動範囲の中心を前記光変調器の透過特性に対応させるバイアス値を生成する
   ことを備え、
   前記光変調器は、前記バイアス値に基づいて調整されたバイアス電圧により動作する、
   バイアス調整方法。

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